Kas yra Rayleigh sklaida?

Rayleigh sklaida yra fizinis reiškinys, kai šviesa yra išsklaidyta skirtingomis kryptimis labai mažomis dalelėmis. Šios dalelės yra daug mažesnės už dalyvaujančios šviesos bangos ilgį ir gali būti net tokios mažos kaip vienas atomas. Reilio sklaida dažniausiai pastebima dujose, nors gali atsirasti ir skysčiuose, ir kietose medžiagose. Esamos sklaidos kiekis priklauso nuo tam tikro tipo dalelių poliarizacinių savybių ir gali skirtis priklausomai nuo susijusių elementų.

Sklaidos dydis priklauso nuo daugelio veiksnių. Kad sklaida būtų žinoma kaip Rayleigh sklaida, dalelė turi būti daug mažesnė už šviesos bangos ilgį &mdahs; jei dalelė yra artima bangos ilgio dydžiui, tada Rayleigh sklaidai naudojami aproksimacijos nebetinka. Tačiau kuo didesnė dalelė, tuo didesnis sklaidos intensyvumas, o kuo didesnis bangos ilgis, tuo mažesnis sklaidos intensyvumas.

Šviesa gali būti išsklaidyta tiek iš atomų, tiek iš molekulių. Kai dalyvauja atomas arba viena dalelė, galima naudoti mažo dydžio aproksimaciją. Tam naudojamos kelios prielaidos, daugiausia tai, kad dalelė yra labai maža ir kad galima išmatuoti dalelės spindulį ir lūžio rodiklį. Molekulė dažnai neturi tokio aiškiai apibrėžto spindulio, todėl norint apskaičiuoti sklaidos intensyvumą, reikia naudoti šiek tiek skirtingas formules. Šiuo atveju sklaidos intensyvumui apskaičiuoti naudojamas poliarizuotumas – kiekis, kurį molekulės krūvį paveiks elektrinis laukas.

Rayleigh sklaida yra mechanizmas, dėl kurio dangus tampa mėlynas. Kai saulės šviesa keliauja per atmosferą, ją išsklaido esamos dalelės. Tačiau kai kurie šviesos bangos ilgiai yra išsklaidyti labiau nei kiti. Tokiu atveju mėlyna šviesa išsklaidoma efektyviau, o dangus dažniausiai atrodo mėlynas. Vienintelė išimtis yra saulėlydžio ar saulėtekio metu, kai saulės spinduliai prasiskverbia tiesiai per atmosferą. Šiuo atveju dangus atrodo raudonesnis, nes raudona šviesa nėra išsklaidyta tiek, kiek mėlyna, ir gali praeiti pro atmosferą nepakitusi.

Taip pat yra keletas praktinių Rayleigh sklaidos pritaikymų, kurie naudojami šiuolaikinėse technologijose. Pavyzdžiui, tai, kad šviesa yra išsklaidyta, naudojamas kai kuriose optinėse skaidulose. Kad optinės skaidulos tinkamai veiktų, turi būti tam tikra optinių signalų sklaida ir tai pasiekiama naudojant mažas daleles.